La 5-hidroxitriptamina (5-HT) o serotonina es un neurotransmisor que se sintetiza a partir de la transformación del aminoácido triptófano. Se encuentra en plantas y animales interviniendo en muchos procesos fisiológicos. Su fórmula química es C10H12N2O.
En el ser humano la serotonina se sintetiza en los intestinos y en el cerebro, especialmente en los núcleos del rafe del tronco encefálico. El 90% del total de la serotonina presente en el cuerpo humano se encuentra en el tracto gastrointestinal y en las plaquetas de la sangre. El resto reside en las neuronas del sistema nervioso.
Es un neuromodulador fundamental en la regulación de los estados de ánimo, las funciones fisiológicas y las conductas de los animales, incluido el ser humano; en los mamíferos participa en la regulación de la conducta social, las conductas alimentarias, el sueño, los ritmos circadianos, la atención, la ansiedad, la conducta sexual y la generación de patrones motores rítmicos como la masticación, la locomoción o la respiración.
En los humanos las alteraciones en el sistema serotonérgico se relacionan con trastornos conductuales y neurológicos que incluyen los alimentarios, la depresión, la epilepsia, la esquizofrenia y la ansiedad. Su concentración se reduce con el estrés.
Historia En 1935 el investigador italiano Vittorio Erspamer había demostrado que una sustancia hasta entonces desconocida, a la que llamó enteramina, producida por las células enterocromafines del intestino, estimulaba la contracción intestinal. El nombre serotonina refleja únicamente las circunstancias en las que se descubrió el compuesto. Fue inicialmente identificada como una sustancia vasoconstrictora en el plasma sanguíneo o serum, de ahí su nombre: serotonina, un agente del serum que aumenta el tono vascular.Whitaker-Azmitia, P. (1999). The discovery of serotonin and its role in neuroscience. Neuropsychopharmacology, 21 (Suppl 1), 2-8 https://doi.org/10.1016/S0893-133X(99)00031-7
A finales de los años 1940 aislaron y nombraron la serotonina: Maurice M. Rapport, Arda Green e Irvine Page, de la Clínica de Cleveland, Este agente fue identificado entonces químicamente como la 5-hidroxitriptamina (5-HT) por Rapport y desde entonces se le han asociado una amplia gama de propiedades fisiológicas. El de 5-HT ha sido el nombre más adoptado por la industria farmacéutica. Delgado, C. (2004). Introducción a la química terapéutica. Ediciones Díaz de Santos; pp.152-156.
Características La 5-HT es una molécula que se incluye dentro del grupo de las monoaminas sintetizada en este caso, a partir del aminoácido Triptófano. Aproximadamente el 90% del total de la serotonina (5-HT) presente en el cuerpo humano se encuentra en el tracto gastrointestinal. Las células enterocromafines y las neuronas serotoninérgicas del plexo mientérico sintetizan, almacenan y secretan serotonina, que funciona como reguladora de la secreción, de la motilidad y de la sensación del intestino. Luego de liberada desde el intestino, la serotonina puede ser encontrada en las plaquetas de la sangre, que la captan del suero y la distribuyen. La recaptación de serotonina (5-HT), mediante la proteína transmembrana de transporte la 5-HTT, representa el mecanismo principal del aclaramiento de 5-HT del plasma sanguíneo. Al llegar a la lesión de un vaso, la plaqueta libera la serotonina que actúa como vasoconstrictor, funcionando así como modulador de la coagulación.
Un porcentaje de la serotonina es sintetizado en neuronas serotoninérgicas del sistema nervioso central. Las neuronas serotoninérgicas residen principalmente en los núcleos del rafe dorsal, mediano y caudal del tronco cerebral. Estos núcleos proyectan a casi todas las partes del cerebro. Como neurotransmisor la serotonina transmite señales entre las neuronas regulando la intensidad de su descarga. Durante el desarrollo prenatal es un factor trófico en el desarrollo cerebral, y presenta distintos patrones de expresión durante el desarrollo embrionario y fetal. Se produce dentro del cerebro, y no cruza la barrera hematoencefálica.
La serotonina es metabolizada a ácido 5-Hidroxindolacético, principalmente por el hígado, y se excreta por los riñones en su fase final.
La serotonina influye en una variedad de funciones corporales y psicológicas; por ejemplo, se relaciona con el metabolismo del hueso, la producción de leche materna, la regeneración hepática y la división celular. Estimula el centro de vómito en el cerebro, causando náuseas. Puede haber un aumento en la osteoporosis. Con respecto a la sexualidad se ha demostrado que un porcentaje de las personas que toman medicamentos ISRS tienen una reducción del deseo y de su función sexual como efecto secundario de la droga. Sin embargo, el papel de la 5-HT en el comportamiento sigue siendo poco conocido debido a la falta de métodos para enfocar el cerebro y la síntesis en adultos.
Neurotransmisión de serotonina
miniaturadeimagen|derecha|Fig.1 Partes de una neurona. Las neuronas se interconectan formando redes o circuitos neuronales, que transmiten señales. Las señales son resultado de la interacción entre estas redes y no de las características específicas de cada neurona individual.Berman, S. (2013). Fisiología Médica. McGraw-Hill Interamericana Editores.
El pericarion o soma es la zona de protoplasma de la neurona que rodea el núcleo y es el centro metabólico de la neurona, donde se realizan las actividades fundamentales. El axón único, conduce el impulso nervioso de la neurona hacia otras células, ramificándose en su porción terminal y siendo la prolongación más larga. Las dendritas son prolongaciones plasmáticas cortas, que se encuentran en gran número en toda la neurona y tienen como función recibir señales.
La célula nerviosa tiene dos funciones principales, la propagación del potencial de acción (impulso o señal nerviosa) a través del axón y su transmisión a otras neuronas o a células efectoras para inducir una respuesta.
Criterios como neurotransmisor La serotonina cumple con los criterios generales para ser clasificada como neurotransmisor. La serotonina está presente, es liberada, su acción está identificada, activa su receptor y se inactiva luego de actuar. Presencia del neurotransmisor: El agente químico debe estar localizado en los elementos presinápticos y probablemente distribuido en todo el cerebro. La neurona debe contener los precursores, las enzimas selectivas o un mecanismo de transporte específico para el neurotransmisor. En la sinapsis debe existir receptores para el neurotransmisor. Liberación: La estimulación de las aferencias debe producir liberación del neurotransmisor en cantidades fisiológicas. Identidad de acción: La aplicación directa del neurotransmisor a la sinapsis debe producir efectos idénticos a los producidos por estimulación eléctrica. Activación del receptor del neurotransmisor La interacción del neurotransmisor con su receptor debe inducir cambios en la membrana que produzcan potenciales postsinápticos excitatorios o inhibitorios. La estimulación aferente o la aplicación directa de la sustancia debe producir efectos semejantes a los producidos por la aplicación de agentes farmacológicos. Inactivación: Deben existir mecanismos de inactivación (difusión, enzimas metabólicas, sistemas de recaptación) que hagan concluir la interacción del neurotransmisor con el receptor.Departamento de biopsicología. (2004). Neurotransmisores. Universidad de Argentina John F Kennedy. Instituto de investigación y Docencia de Neuropsicología; pp.6-7.
Neurotransmisores monoamina Los neurotransmisores son las sustancias químicas que se encargan de la transmisión de las señales a través de las sinapsis, desde una neurona hasta la siguiente. La serotonina forma parte del grupo de neurotransmisor monoamina junto con noradrenalina, adrenalina, histamina y dopamina.
Eventos bioquímicos Síntesis del neurotransmisor: El cuerpo neuronal produce ciertas enzimas que están implicadas en la síntesis. Estas enzimas actúan sobre determinadas moléculas precursoras captadas por la neurona para formar el neurotransmisor serotonina. Almacenamiento de moléculas de neurotransmisor en vesículas sinápticas, en las cuales el contenido (generalmente varios millares de moléculas) es cuántico. Algunas moléculas neurotransmisoras se liberan de forma constante en la terminación, pero en cantidad insuficiente para producir una respuesta fisiológica significativa. Liberación de transmisores por exocitosis. A la neurona presináptica llega un impulso nervioso y abre los canales de Ca+2. El Ca+2 entra y el neurotransmisor es vertido en el espacio sináptico. El neurotransmisor se une al neurorreceptor. La sustancia es capaz de estimular o inhibir rápida o lentamente, puede liberarse hacia la sangre para actuar sobre varias células y a distancia del sitio de liberación, puede permitir, facilitar o antagonizar los efectos de otros neurotransmisores. También puede activar otras sustancias del interior de la célula para producir efectos biológicos. Además, una misma neurona puede tener efectos diferentes sobre las estructuras postsinápticas, dependiendo del tipo de receptor postsináptico presente. Iniciación de las acciones del segundo mensajero. El receptor de la neurona postsináptica envía unas respuestas intracelulares que pueden desencadenar diferentes respuestas. Inactivación del transmisor, ya sea por degradación química o por reabsorción en las membranas. El neurotransmisor tiene que desaparecer por la presencia de un enzima específico que inactive el neurotransmisor o a través de la recaptación, proceso mediante el que la célula presináptica vuelve a coger el neurotransmisor y lo guarda en su interior (implica un ahorro de energía).Departamento de biopsicología. (2004). Neurotransmisores. Universidad de Argentina John F Kennedy. Instituto de investigación y Docencia de Neuropsicología; pp.2-4
miniaturadeimagen|derecha|Fig.4 Neurotransmisión química. Las alteraciones de la síntesis, el almacenamiento, la liberación, la degradación de los neurotransmisores, el cambio en el número o actividad de los receptores, pueden afectar a la neurotransmisión. Muchos trastornos neurológicos y psiquiátricos son debidos a un aumento o disminución de la actividad de determinados neurotransmisores y muchas drogas pueden modificarla; algunas producen efectos considerados adversos, como los alucinógenos , y otras pueden corregir algunas disfunciones patológicas, como los antipsicóticos.Velasco, A. (1988). Compendio de psiconeurofarmacología. Ediciones Díaz de Santos; p.22. Como todos los neurotransmisores, los efectos de la 5-HT en el humor y el estado mental humanos, y su papel en la conciencia, son muy difíciles de determinar. Entre las principales funciones de la serotonina está la de regular el apetito mediante la saciedad, equilibrar el deseo sexual, controlar la temperatura corporal, la actividad motora y las funciones perceptivas y cognitivas. La serotonina interviene en otros conocidos neurotransmisores como la dopamina y la noradrenalina, que están relacionados con la angustia, ansiedad, miedo, agresividad, así como los problemas alimenticios. La serotonina también interviene en los parámetros de densidad ósea. Las personas que toman antidepresivos del tipo inhibidores de la recaptación de la serotonina pueden generar osteoporosis (reducir la densidad ósea).
Relación anatómica Las neuronas de los núcleos del rafe son la fuente principal de liberación de la 5-HT en el cerebro.
Los núcleos del rafe son conjuntos de neuronas distribuidas en nueve grupos pares y localizadas a lo largo de toda la longitud del tronco encefálico, el cual está centrado alrededor de la formación reticular. miniaturadeimagen|240x240px|Vías de la Serotonina (5-HT). Dahstrom y Fuxe describieron 9 grupos de células que contienen serotonina de B1 a B9: El grupo más grande de células serotonérgicas es el grupo B7 contiguo al B6.